模糊神经网络在混合煤气解耦控制中的应用

本论文基于包钢现有高炉煤气和焦炉煤气混合调节计算机控制系统的缺陷，提出一种新的控制方法模糊神经网络智能解锅控制，从而解决了当前冶金行业中高炉、焦炉混合煤气的压力和热值不稳定的难题。     

混合煤气压力和热值的模糊解耦控制

本论文基于包钢现有高炉煤气和焦炉煤气混合调节计算机控制系统的缺陷，提出一种新的控制方法：模糊智能解耦控制，从而解决了当前冶金行业中高炉、焦炉混合煤气的压力和热值不稳定的难题。     

混合煤气压力和热值的模糊解耦控制

论针对包钢现有高炉煤气和焦炉煤气混合调节计算机控制系统的缺陷，提出一种新的控制方法：模糊智能解耦控制，从而解决了高炉、焦炉混合煤气的压力和热值不稳定的难题。在简介煤气生产工艺的基础上，叙述了模糊控制原理和解耦控制方案，仿真结果表明了该方案的合理性与先进性。     

基于子空间辨识的状态空间模型预测控制

针对无法从工业过程中获得准确状态空间模型的问题,提出一种基于子空间辨识的状态空间模型预测控制方法。利用子空间辨识方法得到的状态空间模型作为系统模型,给出约束条件下的预测控制算法。以CD播放器机械臂系统为例,通过状态空间模型预测控制方法实现对系统输出的跟踪控制,仿真结果表明,该方法控制效果良好。     

质子交换膜燃料电池的分数阶非线性状态空间模型研究

针对质子交换膜燃料电池(PEMFC)发电过程中的分数阶和非线性特性,本文提出了一种分数阶子空间辨识方法建立了PEMFC非线性状态空间模型.首先,为了降低建模复杂度,采用典型相关分析法和相关分析法确定了模型输入变量;其次,将分数阶微分理论与Hammerstein模型子空间辨识方法相结合,采用Poisson矩函数对输入输出数据进行预处理,构造了子空间辨识方法的输入输出矩阵,并引入分数阶短时记忆法减少辨识算法计算量;最后,选取多项式作为Hammerstein模型前端静态非线性环节,采用模糊遗传算法优化系统分数阶阶次和系数矩阵.仿真结果验证了算法的有效性,改进的辨识算法可以明显减小计算时间,所得PEMFC辨识模型能够准确地描述PEMFC的动态过程.     

非最小相位SIMO系统的盲辨识方法

提出一种非最小相位SIMO系统的盲辨识方法.SIMO系统的多个输出可重新组合为具有循环平稳特性的输出序列,利用信号子空间与噪声子空间正交的特性,可求解系统的模型参数.该方法能辨识最小相位对象的结构参数,对非最小相位对象以及具有无限冲击响应的对象同样有效.该方法运算复杂度低,辨识速度快.仿真结果验证了其有效性.     

高炉炼铁过程多元铁水质量非线性子空间建模及应用

高炉炼铁是一个物理化学反应复杂、多相多场耦合的大滞后、非线性动态系统,其关键工艺指标——铁水质量参数的检测、建模和控制一直是冶金工程和自动控制领域的难题.本文提出一种面向控制的数据驱动高炉炼铁多元铁水质量非线性子空间建模方法.首先,为了提高建模效率和降低计算复杂度,采用数据驱动典型相关性分析与相关性分析相结合的方法提取与铁水质量相关性最强的关键可控变量作为建模的输入变量;同时,为了更好地反映高炉非线性动态特性,将相关输入输出变量的时序和时滞关系在建模过程进行考虑;最后,采用基于最小二乘支持向量机（Least square support vector machine,LS-SVM）的非线性Hammerstein系统子空间辨识方法建立数据驱动的多元铁水质量非线性状态空间模型.同时,将核函数表示的模型非线性特性用多项式函数拟合,在仅损失很小模型精度的前提下大大降低模型的计算复杂度.基于实际数据的工业试验验证了所提建模方法的准确性、有效性和先进性.     

四旋翼无人机的系统模型与辨识

研究无人机系统优化控制问题,为实现四旋翼微型飞行器的自动控制飞行,需要得到正确的系统模型参数,实现精确控制。子空间辨识法可以直接地反应出多输出多输出系统模型,算法比较容易实现。首先从四旋翼的力学模型出发,建立了在小角度假设下的线性系统模型,并首次将子空间辨识方法运用到四旋翼飞行器的辨识中。用仿真实例实验,假设飞行器在缓慢上升过程,采用由子空间辨识方法获得的系统模型输出与原系统在同样输入条件下的输出进行了比较。结果表明在假设条件下的辨识具有可行性,为中旋翼无人机优化控制提供了依据。     

基于小波子空间法的MIMO系统辨识研究

针对线性时不变多输人多输出(MIMO)系统的输出存在随机噪声情况下,提出直接利用小波域的输入输出数据,辨识MIMO系统的方法.子空间状态空间法是时域辨识MIMO系统的主要方法,通过数据矩阵投影,对数据矩阵进行QR分解和奇异值分解,辨识出系统的阶数和系统的状态方程矩阵.运用小波变换,将时域信号转换为小波域的信号,利用小波子空间状态空间辨识算法对MIMO系统辨识,通过仿真,得到辨识的结果与时域子空间状态空间法相比较,证明提出方法是有效的.     

基于高炉炉况评价和反馈补偿的喷煤量决策优化

高炉炼铁过程操作者根据炉况设定喷煤量,针对在增减量的大小和时机上存在盲目性、粗糙性、滞后性难题,将高炉冶炼机理与专家经验、过程信息相结合,建立基于煤气流分布和炉缸热状态评价的喷煤反馈补偿模型.首先,分析提取表征高炉煤气流分布和炉缸热状态的重要参数,利用熵权法确定评价模型的输入参数权重,依据专家经验与数据统计分析相结合的方法划分参数等级,分别建立煤气流分布和基于炉温预测的炉缸热状态评价模型;其次,建立与炉缸热状态和煤气流分布相适应的喷煤量反馈补偿模型,消除喷煤设定值不确定性、滞后性影响,提高煤粉的燃烧效率,实时、准确地为现场操作人员提供喷煤设定值.     

高炉喷吹焦炉煤气自动控制系统

介绍了高炉喷吹焦炉煤气的工艺、自动控制系统、控制参数及控制方法。该系统节能环保,在国内率先应用,能提高焦炉煤气价值和能量利用率,创造了可观的经济效益和社会效益。全自动化程度高,所有联锁和控制全部自动化,完全满足喷吹焦炉煤气工艺生产和安全的要求。该系统具有极大的推广应用价值,特别对于焦炉煤气放散还未合理利用的中小钢铁企业效益更加明显。     

基于原料场自动化系统的技术方案设计

现代化的大型原料场是一个规模庞大的设备分散系统,主要包括原料的处理、高炉、烧结、焦炉系统。PLC的应用可以实现原料处理作业顺利进行,同时监视设备,维持作业稳定,为高炉、烧结和焦炉的高产和高效运行提供保障。     

PID控制在高炉煤气置换焦炉煤气中的应用

介绍了在八钢高炉煤气置换焦炉煤气项目中,调节阀PID控制的设计与应用。     

焦炉控管一体化系统研究

为了提高焦炉的控制与管理水平，对焦炉控管一体化系统进行了研究。现代较先进的焦炉控制系统均采用反馈和前馈相结合、控制和管理相融合的控制方案。系统地介绍了焦炉控管一体化系统模型、焦炉生产计划与管理、焦炉加热控制系统、温度评估模型及其方法、焦炉燃烧智能控制与焦炉集气管压力控制，并指出控管一体化是焦炉控制系统的发展方向。     

高炉工艺操作参数系统优化模型的建立

根据理论解析,导出了计算焦比和诸因素对焦比影响的公式,分析了焦比与利用系数之间的变动规律以及冶炼强度与鼓风动能之间的关系。建立了高炉工艺操作参数优化模型,在用攀钢1~#、2~#、3~#高炉大量实际操作数据验证了模型的合适性之后,用于指导高炉优化操作,提高了高炉利用系数。     

A blast furnace coke ratio prediction model based on fuzzy cluster and grid search optimized support vector regression

In the study of blast furnace coke ratio, existing methods can only predict coke ratio of daily. At the same time, the data under abnormal furnace conditions are excluded, and the model’s robustness needs to be improved. In order to improve the prediction accuracy and time precision of the blast furnace mathematical simulation model, a blast furnace coke ratio prediction model based on fuzzy C-means (FCM) clustering and grid search optimization support vector regression (SVR) is proposed to achieve accurate prediction of coke ratio. First, preprocess the blast furnace sensor data and steel plant production data. Then, the FCM algorithm is used to cluster the data under different furnace conditions. Finally, the SVR model optimized by grid search is used to predict the coke ratio under different blast furnace conditions. The average absolute error of the improved model is 1.7721 kg/t, the hit rate within 0.5% error is 81.19%, the coefficient of determination R² is 0.9474, and the prediction performance is better than ridge regression and decision tree regression. Experiments show that the model can predict the coke ratio of molten iron in each batch when the blast furnace conditions are going forward and fluctuating, and it has high time accuracy and stability. It objectively describes the changing trend of blast furnace conditions, and provides new research ideas for the practical application of blast furnace mathematical models.

     

专家优化控制在焦炉集气管压力调节上的应用

我国的焦炉大多采用多集气管并联,共用一套风机、冷凝系统。本文针对集气管压力被控过程的多样性、时变性、非线性的特点,通过分析影响集气管压力控制的多种因素,建立了一种新形式的焦炉集气管压力系统的数学模型。本文详细介绍了自适应专家智能控制系统程序的编制以及具体实现方法,通过专家控制算法和解耦相结合控制集气管压力,结果令人满意。经过两年的实际应用,表明了所建模型和控制方案的合理性和实用性。     

无料钟高炉布料模型的研究与应用

针对高炉炉内料面的分布特征．通过分析和考虑无料钟高炉布料的影响因素及其特点，结合数学知识和计算机技术，建立了无料钟高炉布料模型。该模型在某钢铁企业的450m^3小型高炉中得到了实际应用，实现了无料钟高炉布料过程的实时监视，指导操作工对炉料分布进行合理调整，从而提高了料柱的透气性指数．降低了焦比，改善了高炉冶炼状况。这对实时了解高炉炉内料面的分布情况，指导高炉的优化操作具有十分重要的意义。     

高、焦煤气柜的自动运行调节

针对高炉煤气供需不平衡的问题,介绍高、焦煤气柜的自动运行调节的实现。     

基于PID控制的遗传神经网络在焦炉温度控制中的应用研究

以某焦化厂焦炉温度控制系统的开发为背景，提出了一种基于遗传算法的CMAC(小脑模型关联控制器)与PID复合控制方法来优化焦炉对象的温度控制．用遗传算法优化PID控制器的初始参数，然后再结合CMAC网络进行控制．针对焦炉生产过程的简化模型，在Matlab中对这种控制方法进行了仿真．仿真研究表明该方法应用于焦炉控制是可行的．